41.Цифровые вольтметры постоянного напряжения.

По виду измеряемой величины цифровые вольтметры делятся на: вольт­метры постоянного напряжения, переменного, импульсные вольтметры — для измерения параметров видео- и радиоимпульсных сигналов и универсальные вольтмет­ры, предназначенные для измерения напряжения постоянного и переменного тока, а также ряда других электрических и неэлектрических величин (сопро­тивления, температуры и прочее).

Принцип работы цифровых измерительных приборов основан на дискретном и цифровом представлении непрерывных измеряемых величин.

Цифровые вольтметры постоянного напряжения строятся по принципу уравновешивающего или прямого преобразований. Общая структурная схема такого вольтметра

АЦП (аналого-цифровой преобразователь), он преобразует аналоговое напряжение в цифровой код, на выходе получается унитарный (единичный) код. Унитарный код имеет только один символ — единицу. Число задается количеством этих единиц. Счетчик импульсов преобразует унитарный код в четырехразрядный двоичный код для каждого разряда, т. е. в двоично-десятичный код. Сигнал на выходе дешифратора может быть разным, его вид зависит от используемого индикатора (анодно-символьный, семи сегментный или матричный). ЦОУ — это цифровое отсчетное устройство.

В качестве счетчика импульсов используется декадный счетчик. На нем происходит деление частоты следования импульсов в 10 раз. Для каждого разряда используется свой счетчик импульсов.

УАО знака — это устройство автоматического определения знака, в нем используются компараторы — устройства которые имеют два входа и один выход и сравнивают входные напряжения. На выходе компаратора может быть только два уровня: высокий, соответствующий 1, или низкий, соответствующий 0.

42.Вольтметр с времяимпульсным преобразованием.

В основе принципа действия вольтметра времяимпульсного (временного) типа лежит преобразование с помощью АЦП измеряемого напряжения в пропорциональный интервал времени, который заполняется счетными им­пульсами, следующими с известной стабильной частотой следования. В ре­зультате такого преобразования дискретный сигнал измерительной информации на выходе преобразователя имеет вид пачки счетных импульсов, число которых пропорционально уровню измеряемого напряжения.

Работа АЦП с времяимпульсным преобразованием основана на преобразование измеряемой величины в импульс пропорциональной длительности. Измеряя длительность полученного импульса можно судить об измеряемой величине.

Погрешность измерений времяимпульсных вольтметров определяется ря­дом факторов: погрешностью дискретизации измеряемого сигнала; неста­бильностью частоты счетных импульсов; порогом чувствительности схемы сравнения и нелинейностью пилообразного напряжения.

43. Измерение сопротивления. Омметры.

При изготовлении, монтаже и эксплуатации электротехниче­ских и радиотехнических устройств и установок необходимо изме­рять электрическое сопротивление.

В практике для измерения сопротивлений применяют различ­ные методы в зависимости от характера объектов и условий измерения; от требований к точности и быстроте изме­рения; от величины измеряемых сопротивлений.

Методы измерения малых сопротивлений существенно отлича­ются от методов измерения больших сопротивлений, так как в первом случае надо принимать меры для исключения влияния на ре­зультаты измерений сопротивления соединительных проводов, пе­реходных контактов.

Измерительные механизмы омметров. Для прямого измере­ния сопротивлений применяют магнитоэлектрические измерительные механизмы одно- и двухрамочные.

Однорамочный механизм можно ис­пользовать для измерения сопротивлений. С этой целью в прибор вводят добавочный резистор с постоянным сопротивлением и снабжают его источником питания (например, батареей сухих элементов). Измеряемое сопротивлениевключается с измери­телем последовательно или параллельно.

Если шкалу отградуировать по этому выражению в единицах сопротивления, то прибор будет омметром. Напряжение сухих эле­ментов со временем уменьшается, поэтому в измерения вносится ошибка, тем большая, чем больше действительное напряжение от­личается от того напряжения, при котором была градуирована шкала.

Ошибка от непостоянства напряжения питающего источника не возникает, если измерительный механизм имеет две обмотки, расположенные на общей оси под некоторым углом друг к другу

В двухрамочном измерительном механизме, который называют логометром, нет противодействующих пружин, вращающий и про­тиводействующий моменты создаются электромагнитными сила­ми. Поэтому при отсутствии тока в обмотках хорошо уравно­вешенная подвижная часть прибора находится в безразлич­ном равновесии (стрелка останавливается у любого деления шка­лы). Когда в катушках есть ток, на подвижную часть действуют два электромагнитных момента, направленные в противополож­ные стороны.

Косвенные методы измерения сопротивлений. Сопротивле­ние резистора или другого элемента электрической цепи можно определить по показаниям вольтметра и амперметра (при постоян­ном токе), применяя закон Ома: По схеме на рис. 4 определяют сопротивление по показаниям одного вольтметра. В положении 1 переключателяП вольтметр из­меряет напряжение сети , а в положении 2 — напряжение на за­жимах вольтметра . В последнем случае. Отсю­да

Косвенные методы применяют для измерения средних сопротивле­ний, а одним вольтметром измеряют также большие сопротивле­ния. Точность этих методов значительно зависит от соотношения величин измеряемого сопротивления и внутренних сопротивле­ний амперметраи вольтметра. Результаты измерения можно считать удовлетворительными по точности, если выполняются условия:(см. схему рис. 3, а); (см. схему рис. 3, б); (см. схему рис. 4).

Рис. 3 Рис. 4

Методы и приборы сравнения. Для измерения малых и средних сопротивлений применяют метод сравнения измеряемого сопротивления с образцовым. Эти два сопротивления соединены последовательно, поэтому ток в них один и тот же. Величину его регулируют с помощью резистора , так, чтобы она не превышала допустимого тока для сопротивлений и . Отсюда . Неизвестные падения напряженияиизмеряют вольтметром или потенциометром. Результаты измерения получаются более точными, если сопротив­ленияиодного порядка, а сопротивление вольтметра доста­точно велико, так что присоединение его не влияет на режим основ­ной цепи.

Средние и большие сопротивления можно измерить методом замещения. Амперметром измеряют ток, устанав­ливая переключатель П в положение 1, а затем 2. Напряжение на входных зажимах схемы одинаково, поэтому . Отсюда .

При измерении больших сопротивлений амперметр заменяют гальванометром с шунтом, чем значительно повышают точность измерения.

Наиболее точные результаты при измерении сопротивлении дают мостовые схемы, которые в практике применяют в различ­ных вариантах в зависимости от величин измеряемых сопротив­лений и требуемой точности измерения.

Чаще других можно встретить прибо, который в практике называют “одинарным мостом”.

Одинарные мосты применяют в основном для измерения сред­них сопротивлений. При измерении малых сопротивлений измеря­емый элемент включают по особой схеме или применяют специ­альные мосты, предназначенные для этой цели

44. Порядок и средства измерения изоляции. Требования к сопротивлению изоляции.

Сопротивление изоляции постоянному току является основным показателем состояния изоляции, и его измерение является неотъемлемой частью испытаний всех видов электрооборудования и электрических цепей.

Нормы проверок и испытаний изоляции электрооборудования, определяются ГОСТ, ПУЭ и другими директивными материалами.

Сопротивление изоляции практически во всех случаях измеряется мегомметром - прибором, состоящим из источника напряжения - генератора постоянного тока чаще всего с ручным приводом, магнитоэлектрического логометра и добавочных сопротивлений.

Поскольку в мегомметрах есть источник постоянного тока, то сопротивление изоляции можно измерять при значительном напряжении (2500 В в мегомметрах типов МС-05, М4100/5 и Ф4100) и для некоторых видов электроаппаратуры одновременно испытывать изоляцию повышенным напряжением. Однако следует иметь в виду, что при подключении мегомметра к аппарату с пониженным сопротивлением изоляции напряжение на выводах мегомметра также понижается.

Измерение сопротивления изоляции с помощью мегомметра

Перед началом измерений необходимо убедиться, что на испытываемом объекте нет напряжения, тщательно очистить изоляцию от пыли и грязи и на 2 - 3 мин заземлить объект для снятия с него возможных остаточных зарядов. Измерения следует производить при устойчивом положении стрелки прибора. Для этого нужно быстро, но равномерно вращать ручку генератора. Сопротивление изоляции определяется показанием стрелки прибора мегомметра. После окончания измерений испытываемый объект необходимо разрядить. Для присоединения мегомметра к испытываемому аппарату или линии следует применять раздельные провода с большим со противлением изоляции (обычно не меньше 100 МОм).

Перед пользованием мегомметр следует подвергнуть контрольной проверке, которая заключается в проверке показания по шкале при разомкнутых и короткозамкнутых проводах. В первом случае стрелка должна находиться у отметки шкалы «бесконечность», во втором — у нуля.

Для того чтобы на показания мегомметра не оказывали влияния токи утечки по поверхности изоляции, особенно при проведении измерений в сырую погоду, мегомметр подключают к измеряемому объекту с использованием зажима Э (экран) мегомметра. При такой схеме измерений токи утечки по поверхности изоляции отводятся в землю, минуя обмотку логометра.

Значение сопротивления изоляции в большой степени зависит от температуры. Сопротивление изоляции следует измерять при температуре изоляции не ниже + 5°С, кроме случаев, оговоренных специальными инструкциями. При более низких температурах результаты измерения из-за нестабильного состояния влаги не отражают истинной характеристики изоляции.

В некоторых установках постоянного тока (аккумуляторных батареях, генераторах постоянного тока и т. п.) можно контролировать изоляцию с помощью вольтметра с большим внутренним сопротивлением (30 000 - 50 000 Ом). При этом измеряют три напряжения - между полюсами (U) и между каждым из полюсов и землей.